热点45 光的波动性 --高考物理50热点冲刺精练（名师解析）

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2024高考物理50热点冲刺训练
热点45 光的波动性
1. （2024福建泉州质检2）如图甲所示装置可以用来检查精密光学平面的平整程度。当单色光a垂直入射后，从上往下看到的条纹如图乙所示；当单色光b垂直入射后，从上往下看到的条纹如图丙所示。由此可知该检测方法是利用光的________（选填“干涉”或“衍射”）原理，a光的波长______（选填“大于”或“小于”）b光的波长；若抽去一张纸片，观察到的条纹将变______（选填“疏”或“密”）。
【参考答案】 ①. 干涉 ②. 大于 ③. 疏
【名师解析】
光线在空气膜的上、下表面发生反射，并发生干涉。从而形成干涉条纹；
设空气膜顶角为，、处为两相邻亮条纹，如图所示：
则此两处的光程分别为
，
因为当光程差(n=0，1.2，3……)时表现为亮条纹，所以有
则
设此两相邻亮纹中心的距离为，则由几何关系得
即
a光的条纹间距较宽，则a光的波长大于b光的波长；当抽去一张纸片减小，增大，即干涉条纹将会变疏。
2. （2024山东青岛市平度一中期末）某学校的校园卡由内外两层塑料材质胶合而成，内层为黑色塑料，外层为透明硬质塑料。小明同学的校园卡磨损严重导致两层间左下角张开进入空气，如图，在实验室他用激光照射自己的校园卡看到了明暗相间的条纹。对卡片左下角施加压力F后，观察到条纹发生了变化，下列说法正确的是（　　）
A. 条纹变密且向左下方移动
B. 条纹变疏且向左下方移动
C. 条纹变疏且向右上方移动
D. 条纹变密且向右上方移动
【参考答案】B
【名师解析】
内、外两层塑料之间形成空气劈尖，光线在空气劈尖上、下表面的反射光叠加，形成明暗相间的干涉条纹，两条相邻的条纹，空气膜厚度相差半个波长，设劈尖倾角为θ，则两条相邻条纹间距
用力按压，θ减小，相邻条纹间距变大，因此条纹变疏且向左下方移动。
故选B。
3. （2024广西桂林质检）下列关于光的干涉的说法错误的是（ ）
A. 光的干涉实验最早是托马斯·杨成功完成的
B. 光会发生干涉说明光是一种波
C. 可以利用薄膜干涉原理对镜面的平滑度进行检测
D. 在所有条件相同的前提下，蓝光比红光相邻两条亮条纹距离长
【参考答案】D
【名师解析】
光的干涉实验最早是托马斯·杨成功完成的，故A正确；
干涉是波特有的现象，所以光会发生干涉说明光是一种波，故B正确；
利用薄膜干涉原理对镜面的平滑度进行检测，故C正确；
根据双缝干涉条纹间距表达式
得在所有条件相同的前提下，蓝光比红光相邻两条亮条纹距离短，故D错误。
4. （2024山东潍坊1月质检）如图所示，关于下列光现象说法正确的是（　　）
A. 图甲是双缝干涉原理图，若只增大挡扳上两个狭缝、间的距离d，两相邻亮条纹间距离将增大
B. 图乙中光能在光导纤维内通过全反射进行传播，是因为光导纤维内芯的折射率比外套小
C. 图丙中肥皂膜上的条纹是由光的干涉形成的，相机镜头利用这一原理可使照片更加清晰
D. 图丁中央存在一个亮斑，是由于光线通过小孔衍射形成的
【参考答案】C
【名师解析】
根据
可知若只增大挡扳上两个狭缝、间的距离d，两相邻亮条纹间距离将减小。故A错误；
图乙中光能在光导纤维内通过全反射进行传播，是因为光导纤维内芯的折射率比外套大。故B错误；
图丙中肥皂膜上的条纹是由光的薄膜干涉形成的，相机镜头的增透膜就是利用薄膜干涉这一原理使照片更加清晰的。故C正确；
D．图丁中央存在一个亮斑，是由于光线通过小圆板得到的光的衍射图样。故D错误。
。
5．（2024安徽合肥一模）以下关于光的说法中正确的是（ ）
A．光的偏振现象说明光具有粒子性
B．红光由玻璃射入空气中，其传播速度变大
C．双缝干涉实验中，狭缝越窄干涉条纹间距越大
D．阳光下肥皂膜出现彩色条纹是由于光的衍射
【答案】B
【解析】光的偏振现象说明光是横波，即光具有波动性，A错误；由于玻璃分折射率大于空气，由n=c/v可知，红光由玻璃射入空气中，其传播速度变大，B正确；双缝干涉实验中，由条纹间距公式△x=λ可知，干涉条纹间距△x只与双缝间距d、双缝与光屏的距离l和单色光波长有关，与狭缝宽窄无关，C错误；阳光下肥皂膜出现彩色条纹是由于光的薄膜干涉，D错误。
6. （2024山东济宁一中2月质检） 如图，将水平面上一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，使在两玻璃表面之间形成一个倾角很小的劈形空气薄膜，光从上方入射后，从上往下看到的干涉条纹有如下特点：（1）任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等；（2）任意相邻明条纹中心位置或暗条纹中心位置所对应的薄膜厚度差恒定。由此可以判定在垂直水平面的入射光不变的情况下，相邻明条纹或暗条纹的间距与倾角（单位为rad）的关系图像可能正确的是（　　）
A. B.
C. D.
【参考答案】D
【名师解析】
设任意相邻明条纹或暗条纹中心位置所对应的薄膜厚度差为，根据几何关系可得
由于任意相邻明条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定，又倾角很小，则有
可得 ，故选D。
7. （2024江苏扬州宝应县期末）下列说法正确的是（　　）
A. 在做双缝干涉实验时，常用激光光源，这主要是应用激光的亮度高的特性
B. “闻其声而不见其人”现象说明遇到同样障碍物时声波比可见光容易发生明显衍射
C. 用标准平面来检查光学面的平整程度是利用光的偏振现象
D. 玻尔理论不仅能解释氢的原子光谱，也能解释氦的原子光谱
【参考答案】B
【名师解析】
．在做双缝干涉实验时，常用激光光源，这主要是应用激光的相干性好的特性。故A错误；
．“闻其声而不见其人”现象说明遇到同样障碍物时，声波能绕过阻碍物，继续传播，则声波比光波易发生衍射。故B正确；
．用标准平面来检查光学面的平整程度是利用光的干涉现象，故C错误；
．波尔理论只能很好的解释氢原子的线状谱，在解释氦的原子光谱和其他原子光谱时并不能完全吻合，故D错误。
8. .（2024江苏南京期末）在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，实验装置如图所示。某同学以线状白炽灯为光源，对实验装置进行调节并观察实验现象，下列说法正确的是（　　）
A. 干涉条纹与双缝垂直
B. 单缝和双缝应相互平行放置
C. 取下滤光片，光屏上观察不到白光的干涉图样
D. 将单缝向双缝靠近，从目镜中观察到的条纹条数增加
【参考答案】B
【名师解析】
干涉条纹与双缝平行，故A错误；
为了获得清晰的干涉的亮条纹，单缝和双缝应相互平行放置，故B正确；
若取下滤光片，光屏上可观察到彩色的干涉图样，故C错误；
想增加从目镜中观察到的条纹个数，则要条纹间距减小，根据
可知可以将双缝的距离d增大，或减小双缝到屏的距离L，或用波长小的光做实验，而将单缝向双缝靠近，不会改变条纹的间距，不会改变目镜中观察到的条纹个数，故D错误。
9. （2024江苏无锡期末）三位物理学家利用一系列频率相同的高次谐波相叠加，合成时间仅几百阿秒的光脉冲，荣获2023年度诺贝尔物理学奖。这种合成相当于中学物理中（　　）
A. 光衍射 B. 光的干涉 C. 光的折射 D. 光的偏振
【参考答案】B
【名师解析】频率相同的高次谐波相叠加的原理为光的干涉。故选B。
10. （2024山东青岛期末）下面左图为双缝干涉实验装置示意图，右图为用该装置实验时得到的甲、乙两种单色光的干涉条纹。下列说法正确的是（　　）
A. 若甲光是蓝光，乙光可能是红光
B. 将光屏移近双缝，其他条件不变，干涉条纹间距变小
C. 换一个双缝之间距离更小的双缝，其他条件不变，干涉条纹间距变小
D. 用白光进行实验，光屏上无干涉条纹
【参考答案】B
【名师解析】
由双缝干涉条纹间隔公式
可知甲的干涉条纹间距大，所以甲的波长长，则甲光可能是红光，乙光可能是蓝光，故A错误；
根据干涉图样中两相邻亮条纹的间距
可知若要干涉条纹间距变小，可以将光屏移近双缝，或增大双缝之间的距离，故B正确，C错误；
用白光进行实验，则干涉条纹是彩色条纹且中央亮纹是白色的，其它亮纹中红色波长最长在最外侧，紫色光波长最短在最内侧，故D错误。
11. （2024山东济南期末）小王同学将一肥皂膜摆放在酒精灯的火焰前，发现在肥皂膜上形成上疏下密的彩色条纹，如图所示。据此推测该肥皂膜在竖直方向的侧向截面图是（　　）
A. B.
C. D.
【参考答案】D
【名师解析】
薄膜干涉为前后两个面反射回来的光发生干涉形成的干涉条纹，在入射光为复色光时，出现彩色条纹，因为重力作用，肥皂膜前后表面的厚度从上到下逐渐增大，由于干涉条纹的间距上疏下密，故越向下肥皂膜厚度变化越来越大。故选D。
12. （2024山东菏泽质检）抽制高强度纤维细丝可用激光监控其粗细，如图所示，根据激光束越过细丝后在光屏上产生的条纹变化判断细丝的粗细变化，下列说法正确的是（ ）
A. 运用了光的衍射现象，屏上条纹变宽，说明细丝变细
B. 运用了光的衍射现象，屏上条纹变宽，说明细丝变粗
C. 运用了光的干涉现象，屏上条纹变宽，说明细丝变细
D. 运用了光的干涉现象，屏上条纹变宽，说明细丝变粗
【参考答案】A
【名师解析】
当障碍物的尺寸与波的波长相当或小于波的波长，会发生明显的衍射现象，该装置的原理是光的衍射现象，如果屏上条纹变宽，则细丝变细，故BCD错误，A正确。
13. （2024重庆缙云教育联盟一诊）光波具有的下列性质中，与声波不同的是
A. 能传递能量 B. 频率由波源决定 C. 能产生衍射现象 D. 能在真空中传播
【参考答案】D
【名师解析】光波具有的下列性质中，与声波不同的是，声波只能在介质中传播，而光波不但能在介质中传播，还能在真空中传播；故选D.
14. （2024年2月广东大联考）下图是我们现实生活、生产和科研中遇到的现象。下列说法中正确的是（　　）
A. 图甲，表示声源远离观察者时，观察者接收到的声音频率增大
B. 图乙，使光信号在光导纤维中发生全反射，则光导纤维内芯是光疏介质，外套是光密介质
C. 图丙为用薄膜干涉法检验工件平整度的示意图，可推断出P弯曲处工件表面为凸起
D. 图丁为单色光照射到不透明圆盘上，在圆盘后面观察到的衍射图样
【参考答案】D
【名师解析】
图甲中，声源远离观察者，观察者接收到声音频率减小，故A错误；
图乙中，为了传递的信息在内芯中全反射，必须要求内芯是光密介质，外套是光疏介质，故B错误；
图丙中，用薄膜干涉法检测工件表面平整程度，根据条纹弯曲方向可以推断出P处出现凹陷，故C错误；
图丁中，是单色光照射到不透明圆盘上，在圆盘后面观察到的衍射图样，故D正确。
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